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Simulation Baugruppen mit Wälzlagern sicher auslegen

Redakteur: Stefanie Michel

Um schon in der Entwicklung und Konstruktion der Maschinen und Anlagen eine einsatzgerechte Auslegung von Baugruppen mit Wälzlagern abzusichern, hat Cadfem jetzt die Erweiterung „Rolling Bearing inside Ansys“ vorgestellt.

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Die neue Cadfem-Erweiterung liefert detaillierte Ergebnisse des Verformungsverhaltens und des Kraftfluss in Baugruppen mit Wälzlagern.
Die neue Cadfem-Erweiterung liefert detaillierte Ergebnisse des Verformungsverhaltens und des Kraftfluss in Baugruppen mit Wälzlagern.
(Bild: Cadfem, Wittenstein)

Mit der neuen Cadfem Extension „Rolling Bearing inside Ansys“ lässt sich das Verhalten von Wälzlagern einfach und zeitsparend innerhalb der Ansys-Software simulieren. Entwickelt wurde diese Software gemeinsam mit dem Unternehmen Meshparts, das sich auf die Automatisierung der FEM-Modellerstellung spezialisiert hat. Die neuen Cadfem Extension kann das Verformungsverhalten und den Kraftfluss in der Gesamtbaugruppe realistisch abbilden, sodass Simulationsergebnisse mit hoher Aussagekraft zur Verfügung stehen.

Verformungsverhalten wird abgebildet

Zusätzlich zur Zeitersparnis und der Möglichkeit mehr Varianten in kürzerer Zeit zu untersuchen, führt die Simulation zu einem verbesserten Produktverständnis, denn es lassen sich beispielsweise Bereiche von Baugruppen untersuchen, in denen mit traditionellen Methoden keine Sensoren positionierbar sind. Für die Berechnungen mit der neuen Extension ist es egal, ob es sich um Rillenkugel-, Schrägkugel-, Zylinderrollen- oder Kegelrollenlager handelt. Auf der Grundlage einer offenen und herstellerunabhängigen Lagerbibliothek kann nahezu jedes Wälzlager aufgenommen werden.

Durch die implementierten Algorithmen ist es laut Cadfem nicht mehr notwendig, die Lagersteifigkeit für jede Belastungssituation beim Hersteller zu erfragen oder diese mit einem zusätzlichen Berechnungsprogramm zu ermitteln. Die Simulationen werden mit präzisen Berechnungsmodellen durchgeführt, die auf den jeweils in der Bibliothek hinterlegten Lagergeometrien basieren. Damit lässt sich die Lagersteifigkeit für jede Belastungssituation in der Baugruppe realitätsgetreu abbilden.

Wälzlager aus Bibliothek wählen

Der Anwender kann einfach das gewünschte Wälzlager aus der Lagerbibliothek auswählen und die Einbausituation in der Baugruppe vorgeben. Dann werden im Hintergrund automatisch präzise Ersatzmodelle für jeden einzelnen Wälzkörper erzeugt. Damit ist sichergestellt, dass der Kraftfluss über das Lager – und somit im Gesamtmodell – korrekt abgebildet wird. Da der komplette Vorgang in wenigen Sekunden erledigt ist, lassen sich viele Varianten in sehr kurzer Zeit berechnen und bewerten, um das Produktverhalten an die vorgegebenen Anforderungen anzupassen.

Durch die einfache Handhabung der Software soll es vielen Ingenieuren ermöglicht werden, sie zu nutzen, ohne Lagerexperte zu sein. Anhand der genauen Abbildung des Kraftflusses lässt sich die Belastung jeder einzelnen Komponente des Modells analysieren – sei es die Belastung in den Lagern und den damit verbundenen Kontaktpressungen oder die Verformungen und Spannungen der gelagerten Welle. So können die Fragen, die beim Einsatz von Wälzlagern auftreten einfach und schnell beantwortet werden.

Mehr über „Rolling Bearing inside Ansys“ berichtet Cadfem in seinem Webinar „In 3 einfachen Schritten Wälzlager in die Gesamtbaugruppe einbauen“ am 4. November 2020.

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